La Nouvelle Caméra La Plus Rapide Du Monde Voit Les Lasers Se Déplacer À 10 Trillions D'Images Par Seconde

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Les caméras plus anciennes pouvaient regarder la lumière traverser la surface d’une graine de sésame. C'est beaucoup plus rapide que ça.

Le périphérique T-CUP

Le périphérique T-CUP

Crédit: INRS

Que faites-vous quand vous avez une expérience trop longue à voir, même pour les caméras les plus rapides du monde?

Pour un trio de chercheurs du California Institute of Technology, la réponse était simple: construisez une caméra plus rapidement.

Auparavant, les caméras vidéo les plus rapides au monde avaient des cadences de prise de vue d'un cent milliardième de seconde. C'était rapide - Un cent milliardième de seconde est juste le temps nécessaire à un faisceau de lumière pour parcourir la longueur d'une graine de sésame. Mais ce n'était pas assez rapide.

Les chercheurs travaillant avec des lasers avancés ont développé une technique appelée "focalisation temporelle" selon laquelle une impulsion laser peut être déclenchée sur des périodes de temps extrêmement courtes et comprimées. Tout le faisceau de lumière se précipiterait en même temps, et les chercheurs savaient que les lasers à focalisation temporelle se comportaient différemment des lasers émis sur des périodes plus longues. [10 technologies de super-héros de la vie réelle]

Mais les caméras existantes étaient trop lentes pour les étudier. Il y avait des moyens de contourner ce problème dans d'autres expériences ultra-rapides. Les chercheurs exécutaient parfois la même expérience encore et encore devant le même appareil photo, trop lent, jusqu'à ce qu'il ait collecté suffisamment de cadres d'action différents pour être réunis en un seul film complet. Cela ne fonctionnerait pas pour écraser un laser comprimé sur une surface comme du verre dépoli; les chercheurs voulaient voir à quoi cela ressemblait, mais ils savaient que ce serait différent à chaque fois. Il n'y avait aucun moyen d'enchaîner plusieurs expériences dans un seul film.

Une image T-CUP révèle une impulsion laser femtoseconde évoluant à une vitesse fulgurante.

Une image T-CUP révèle une impulsion laser femtoseconde évoluant à une vitesse fulgurante.

Crédit: Jinyang Liang, Liren Zhu et Lihong V. Wang

Ainsi, les trois scientifiques ont mis au point une technologie qu'ils appellent la photographie ultra-rapide comprimée (T-CUP) compressée à une cadence de 10 trillions d'images par seconde. Cent fois plus rapide que la méthode d'enregistrement précédente la plus rapide, T-CUP combine des données de film avec des données d'une image fixe. Comme les chercheurs l'ont décrit dans un article publié le 8 août dans la revue Nature, T-CUP divise l'image du laser en deux appareils: un enregistreur de mouvement et une caméra qui effectue une seule exposition de la scène. La caméra vidéo enregistre la scène à la limite de ce qu'il est possible de voir. La caméra fixe une seule photo, maculée de tout le mouvement du laser.

Ensuite, un ordinateur combine les données des deux appareils photo en utilisant l’image tachée de l’appareil photo pour combler les lacunes du film. Le résultat? Une vidéo de 450 x 150 pixels d'une durée de 350 images.

Publié à l'origine sur WordsSideKick.com.


Supplément Vidéo: Filming the Speed of Light at 10 Trillion FPS.




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